KR101940221B1 - 스프링과 유압장치를 구비한 면진장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지진 발생시 정보통신등의 장비의 면진 장치에 관한 것으로서 상판과 하판의 사이에 스프링과 유압장치를 구비하여, 면진대상장비 또는 지진에 의한 수직하중을 흡수할 수 있다.
유압장치의 실린더는 배출구를 구비함으로써, 면진대상장비 또는 지진의 충격에 의한 수직 하중이 발생할 시, 실린더 내부의 유체(공기)가 배출구를 통해 배출됨으로써 유압장치는 충격흡수 역할을 한다.
면진대상장비의 하중에 따라, 스프링과 유압장치의 높이를 동일하게 하거나 또는 유압장치의 높이를 스프링의 높이보다 낮게 하여, 다양한 방법으로 충격흡수를 할 수 있다.

Description

스프링과 유압장치를 구비한 면진장치{Seismic Equipment with Spring and Hydraulic Device}

본 발명은 면진 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하판의 상부에 스프링과 유압장치를 구비하여, 수직하중 충격을 흡수할 수 있도록 하는 면진장치에 관한 것이다.

지진이 발생할 경우, 건축물들을 지진으로부터 보호하기 위하여, 건물 신축시 내진 설계를 하고 있다. 이러한 내진 설계는 건축물의 진동을 억제하기 위함이며, 작은 진동에도 큰 손상을 입을 수 있는 건축물 내의 장비에 적용되는 것은 아니다.

즉, 내진 설계가 되어있는 건축물이라 하더라도, 그 건축물 내부의 정보통신 장비들은 약간의 충격에도 큰 손상을 입게 되어 네트워크에 장애를 유발할 수 있다.

위와 같은 문제점을 해결하기 위해 여러 가지 기능을 구비한 면진 장치가 개발되고 있으며, 그 중 상판과 하판, 그리고 그 사이에 판스프링과 볼트랜스퍼를 구비한 면진장치가 소개되어 있다..

도 1은 종래의 면진장치로서, 상판(200)과 하판(400)을 보여준다.

도 2는 종래의 면진장치로서, 판스프링(300)과 볼트랜스퍼(500)을 보여준다.

도 3은 종래의 면진장치로서, 볼트랜스퍼(500)의 분해도이다.

종래의 면진장치를 설명하면 다음과 같다.

면진 장치는 크게 상판(200)과 하판(400)으로 구성되어 있다. 상판(200)은 면진대상장비를 지지하고 고정하는 역할을 하며, 하판(400)은 바닥에 위치하며 다음에 설명할 볼트랜스퍼(500)를 지지하고 있다.

수평방향의 지진등이 발생할 경우, 상판(200)은 수평방향으로 진동하게 된다. 이 때 상판(200) 저면에 설치된 판스프링(300)도 동시에 상판(200)의 동일한 방향으로, 동일한 세기로 이동하게 된다.

이와 달리, 상판(200)과 분리된 하판(400)은 바닥에 고정되어 지지되어 있으므로 상판(200)에 비해 상대적으로 약하게 진동을 하며 하판(400) 상부에 부착된 볼트랜스퍼(500)는 하판과 동일한 방향으로, 동일한 세기로 이동하게 된다.

볼트랜스퍼(500)의 적재부(501)의 상측에는 반구형 공간(505)이 구비되어 있다. 그리고 그 반구형 공간(505)의 아래 부분에 위치하는 소강구(502), 윗 부분에 위치하는 대강구(503)를 적재함으로써, 상판(200)이 진동에 의하여 수평방향으로 이동할 때 대강구(503)와 접촉하면서 이동하고, 대강구(503)와 소강구(502)가 서로 롤링을 함으로써 심한 진동을 방지한다.

한편, 대강구(503)의 상측에 덮개(504)를 구비하여, 대강구(503)가 볼트랜스퍼(500)에서 이탈되는 것을 방지한다.

이 때, 상판(200)의 저면에 설치된 복수의 판스프링(300)은 볼트랜스퍼(500)의 측면에 부딛힌 후, 판스프링(300)이 가지고 있는 탄성력에 의해 좌우 혹은 전후 수평이동을 복수 번 반복한 후, 원래 위치로 복원하게 된다.

하지만, 종래기술에서는 수직하중에 의한 충격흡수용 장치가 구비되어 있지 않다.

수직하중에 의한 충격흡수용 장치가 필요한 경우는 다음가 같이 2가지가 있다.

첫째, 설계값 이상의 하중을 가진 면진대상장비를 적재한 경우이다.

상판(200)의 상부에 면진대상장비를 적재하면 상판에는 면진대상장비의 하중이 작용한다. 정상적인 경우에는 상판이 견딜 수 있는 정도의 면진대상장비를 적재하기 때문에 상판이 휘어지지 않는다.

그러나 상판(200)이 견딜 수 없는 정도의 면진대상장비를 적재하면, 상판이 휘어지게 되며 이 때 충격흡수용 장치가 필요하다.

둘째, 지진 발생시 수직방향의 힘이 크게 작용하는 경우이다.

지진이 발생하지 않는 평상시의 경우에는 면진대상장비의 하중은 상판에 큰 영향을 주지 않는다. 하지만 지진 발생시 수직방향의 힘이 작용하는 경우에는 면진대상장비의 하중과 수직방향의 힘이 더해져 상판에 큰 영향을 주게 된다.

이상과 같이 면진장치는 수직하중에 의한 충격을 흡수할 수 있는 장치가 필요한데, 종래 기술에서는 이를 구비하고 있지 않아 상판이 휘어지고 결과적으로 면진대상장비는 중심을 잃고 넘어질 수 있는 문제점이 있다.

KR 10-2017-0006144 A

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은, 면진장치의 상부에 위치하는 면진대상장비의 무게 때문에 또는 지진에 의해 수직방향으로 충격이 가해질 때 상판이 쳐지는 것을 방지하기 위하여, 스프링과 유압장치를 이용한 면진장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 스프링과 유압장치를 구비한 면진장치는 면진 대상 장비를 고정하고 지지하는 상판; 바닥에 위치하는 하판; 상기 상판의 저면에 돌출 형성된 복수의 판스프링; 상기 하판의 상부에 위치하는 적재부, 상기 적재부의 상측에 위치한 반구형 공간, 상기 반구형 공간의 아래 부분에 위치하는 소강구, 상기 반구형 공간의 윗 부분에 위치하는 대강구 및 상기 대강구의 상측에 위치하는 덮개로 구성된 볼트랜스퍼; 로 구성된 면진장치에 있어서, 상기 하판의 상부에는 스프링이 구비되고, 상기 스프링의 내부에는 유압장치가 구비되며, 상기 유압장치는 상기 유압장치의 외부에 배출구를 구비한 실린더; 상기 실린더에 끼워지는 로드; 를 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 스프링과 유압장치를 구비한 면진장치에 있어서, 상기 유압장치의 높이는 상기 스프링의 높이와 동일한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 스프링과 유압장치를 구비한 면진장치에 있어서, 상기 유압장치의 높이는 상기 스프링의 높이보다 작은 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 면진장치의 상부에 위치하는 면진대상장비의 무게 때문에 또는 지진에 의해 수직방향으로 충격이 가해질 때 상판이 휘어지는 것을 방지하기 위하여 상판과 하판 사이에 스프링과 그 스프링 안에 유압장치를 구비함으로써 충격을 흡수할 수 있다.

충격흡수장치로서 스프링만을 사용하는 경우에는 스프링이 틀어져 버릴 수 있음에 비해, 스프링 내부에 유압장치를 구비함으로써 충격 흡수시 스프링이 틀어지는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 종래의 면진장치로서, 상판(200)과 하판(400)을 보여준다.
도 2는 종래의 면진장치로서, 판스프링(300)과 볼트랜스퍼(500)을 보여준다.
도 3은 종래의 면진장치로서, 볼트랜스퍼(500)의 분해도이다.
도 4는 본발명의 면진장치 분해 사시도이다.
도 5는 본발명의 스프링과 유압장치의 제 1 실시예이다.
도 6은 본발명의 스프링과 유압장치의 제 2 실시예이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.

본 발명의 면진 장치는 크게 상판(200)과 하판(400)으로 구성되어 있다.

상판(200)의 저면에는 판스프링(300)이 복수 개 구비되어 있으며, 하판(400)의 상부에는 볼트랜스퍼(500)가 구비되어 있다.

하판(400)의 상부에는 복수 개의 스프링(800)과 상기 스프링(800) 내부에 유압장치(900)가 구비되어 있다.

그리고 유압장치(900)의 실린더는 배출구(910)를 구비하고 있다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 면진장치의 작동 과정을 상세히 설명한다.

판스프링(300)과 볼트랜스퍼(500)의 구성과 작동 과정은 배경 기술에서 기술하였으므로 여기서는 생략한다.

도 4는 본발명의 면진장치로서, 분해 사시도이다.

본 도면에서는 4개의 스프링(800)이 구비되어 있지만, 그 이상으로 하여도 무방하다.

유압장치는 실린더(910), 로드(920), 배출구(911)로 구성되어 있다.

면진대상장비의 무게가 설계값 이상이거나, 지진시 수직방향의 힘이 작용할 때 상판은 휘어질 수 있으며, 본 발명은 이를 해결하기 위해 하판(400)의 상부에 스프링(800)을 구비한다.

그러나 유압장치(900) 없이 스프링(800)만을 구비하는 경우는 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 스프링(800)은 탄성력을 가지고 있어 물체의 위치를 복원하는데 유용한 장치이기는 하지만 면진대상장비가 대형이거나 지진시 발생하는 수직방향의 힘이 스프링(800)이 갖는 탄성력 이상일 때는 상판(200)은 복원을 하지 못하게 된다.

둘째, 복원을 한다고 하더라도 수직방향의 힘이 크게 작용하는 경우에는 스프링(800) 틀어질 수 있다.

따라서 본 발명에서는 스프링(800)과 유압장치(900)를 모두 구비하여 상판의 휘어짐을 방지한다.

수직방향의 힘을 받게 되면 유압장치(900)의 배출구(911)를 통해서 일부 유체가 배출되며 로드(920)는 하강하게 된다.

한편, 상판(200)의 상부에 적재되는 면진대상장비의 하중이 상대적으로 큰 경우에는 도 5와 같은 구성을, 상대적으로 작은 경우에는 도 6과 같은 구성으로 하는 것이 바람직한데, 그 이유는 제 1 실시예와 제 2 실시예를 비요하여 설명한다.

도 5는 본 발명의 제 1 실시예이다.

도 5a는 스프링(800)의 높이와 유압장치(900)의 높이가 같은 경우이다. 여기서 유압장치(900)의 높이는 유압장치의 하단에서 로드의 상단까지의 거리이다.

이런 경우는, 수직방향의 힘에 대해서 스프링(800)과 유압장치(900)가 동시에 힘을 받는다. 만약 스프링(800)과 유압장치(900)가 각각 존재한다면 스프링(800)이 줄어든 길이는 유압장치(900)의 로드(920)가 하강한 길이보다 일반적으로 크겠지만, 도 5a와 같은 경우는 스프링(800)이 줄어든 길이와 유압장치(900)의 로드(920)가 하강한 길이는 같게 된다.(도 5b)

즉 유압장치(900)의 로드(920)가 하강한 길이만큼만 스프링(800)은 줄어들 것이다.

일반적으로 유압장치를 이용해서 물체의 높이를 올리거나 내리고 그 상태를 유지한다. 하지만 본 발명에서는 면진대상장비에 의한 충격을 흡수하기 위한 목적으로 설치된 것이므로, 유압장치(900)의 실린더(910) 측면에 배출구(911)을 구비함으로써 면진대상장비에 의한 충격이 발생할 시, 실린더 내부의 유체(특히 공기)가 배출구를 통해 빠져 나가면서 로드(920)는 하강하게 된다.

이와 같은 과정 후에는, 유압장치(900)는 그 위치를 유지하고, 스프링(800)은 탄성력에 의하여 복원된다.(도 5c)

복원이 완료된 시점에서는 유압장치(900)의 높이는 스프링(800)의 높이보다 낮은 상태이기 때문에 유압장치(900)의 높이를 스프링(800)과 같게하여 다음 진동을 준비한다.

이상과 같이 제 1 실시예에서는 스프링(800)의 높이와 유압장치(900)의 높이가 같으므로 스프링(800)과 유압장치(900)가 동시에 면진대상장비의 충격을 흡수한다.

따라서 제 1 실시예에서는 면진대상장비의 하중이 상대적으로 큰 경우에 적합하다. 즉 스프링(800)과 유압장치(900)가 동시에 면진대상장비의 충격을 흡수하기 때문에 충격이 분산되는 효과를 가져온다.

도 6은 본 발명의 제 2 실시예이다.

유압장치(900)의 높이는 스프링(800)의 높이보다 낮다. 즉 'd' 만큼의 높이가 차이난다.(도 6a)

여기서 유압장치(900)의 높이는 유압장치의 하단에서 로드의 상단까지의 거리이다.

이런 경우는, 수직방향의 힘에 대해서 스프링(800)만 힘을 받아서 스프링(800)의 높이는 작아지게 되며, 스프링(800)의 높이는 유압장치(900)의 높이보다 크거나 작게 된다. (도 6b)

이 후 스프링(800)은 탄성력에 의해 다시 복원된다. (도 6c)

도 6b에서는 면진대상장비 또는 지진에 의한 충격을 흡수한 후, 스프링(800)의 높이는 유압장치(900)의 높이보다 높은 경우이지만, 면진대상장비 또는 지진에 의한 수직 하중이 그 이상일 경우에는 스프링(800)과 유압장치(900)의 높이가 같아지게 된다.

이상과 같이 도 6의 구조에서는 면진대상장비 또는 지진에 의한 충격이 발생하기 전에는 스프링(800)의 높이가 유압장치(900)의 높이보다 높은 상태를 유지하고 있으므로 스프링(800)만 면진대상장비의 충격을 흡수한다.

따라서 도 6의 구조에서는 면진대상장비의 하중이 상대적으로 작은 경우에 적합하며, 도 6(제 2 실시예)의 구조는 도 5(제 1 실시예)에 비해서, 스프링(800)이 압축되는 정도가 높으므로 복원력도 높다.

이상과 같이, 수직 하중에 의한 충격을 흡수 하기 위한 스프링과 유압장치는 매우 효과적이며, 수평방향과 수직방향의 진동이 동시에 또는 연속적으로 발생하는 지진이 발생할 경우, 수직 하중에 의한 충격을 흡수 하여 판스프링과 볼트랜스퍼를 이용한 수평방향의 롤링이 원활히 진행되는데 더더욱 효과적이다.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 스프링과 유압장치를 이용한 면진장치는 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하의 청구범위에서 청구하는 기술의 요지를 벗어남이 없이 해당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변경하여 실시할 수 있는 범위까지 그 기술적 정신이 있다.

100 : 면진 장치 200 : 상판
220 : 상판 절곡부 300 : 판스프링
400 : 하판 500 : 볼트랜스퍼
501 : 적재부 502 : 소강구
503 : 대강구 504 : 덮개
505 : 반구형 홈 800 : 스프링
900 : 유압장치 910 : 실린더
911 : 배출구 920 : 로드

Claims (3)

1. 면진 대상 장비를 고정하고 지지하는 상판(200);
   바닥에 위치하는 하판(400);
   상기 상판(200)의 저면에 돌출 형성된 복수의 판스프링(300);
   상기 하판(400)의 상부에 위치하는 적재부(501), 상기 적재부(501)의 상측에 위치한 반구형 공간(505), 상기 반구형 공간(505)의 아래 부분에 위치하는 소강구(502), 상기 반구형 공간(505)의 윗 부분에 위치하는 대강구(503) 및 상기 대강구(503)의 상측에 위치하는 덮개(504)로 구성된 볼트랜스퍼(500);
   로 구성된 면진장치에 있어서,
   상기 하판(400)의 상부에는 복수 개의 스프링(800)이 구비되고,
   상기 스프링(800)의 내부에는 유압장치(900)가 구비되며,
   상기 유압장치(900)는
   상기 유압장치(900)의 외부에 배출구(911)를 구비한 실린더(910);
   상기 실린더(910)에 끼워지는 로드(920);를 구비하되,
   상기 유압장치(900)의 높이는 상기 스프링(800)의 높이보다 작으며,
   상기 유압장치(900)의 높이는 유압장치의 하단에서 로드(920)의 상단까지의 거리인 것을 특징으로 하는 스프링과 유압장치를 구비한 면진장치.
   
   
   
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